Современные подходы к решению экологических проблем крупного города

    Для предотвращения возможности возникновения  чрезвычайных ситуаций по безопасности жизни и здоровья населения необходимо обеспечить выбор площадок, проектирование и строительство двух различных специальных полигонов по обезвреживанию, обеззараживанию, переработке и частичному захоронению: одного - для токсичных химических веществ и другого – для радиоактивно загрязненных отходов и материалов.

    В целях использования экологически чистой тепловой энергии глубокозалегающих горячих горных пород в южной и юго-восточной части территории города целесообразно осуществление выбора участка для привязки первой опытной геотермальной циркуляционной системы из двух глубоких скважин и создание а ее основе опытно-промышленной локальной системы теплоснабжения.

    Для предотвращения необратимых деформаций грунтово-геологической среды при избыточном ее обводнении в периоды морских нагонных наводнений и в целях защиты от затопления исторической застройки городского центра, а также новых районов массовой жилой застройки и на намывных территориях северо-западной и юго-западной частей города - необходимо завершить строительство комплекса защитных сооружений.

    В процессе регулирования застройки и производственно-хозяйственной деятельности организаций на основе учета экологических требований следует пересмотреть перепрофилирование части производственных объектов, обеспечив рациональное функциональное использование высвобождающихся территорий, а также - закрытие и вывод за пределы города экологически вредных предприятий и производств, не сокращающих выбросы до нормативных.

    В целях уменьшения неблагоприятных  последствий для здоровья населения от высоких уровней шумового и вибрационного воздействия следует предусмотреть осуществление мероприятий городского значения по защите от шума объектов транспорта, а также реализацию реконструктивных мер по защите жилой застройки от внешнего шума (включая шумозащитные окна с тройным остеклением).

    Для обеспечения охраны и дальнейшего развития природных охраняемых земель в пределах города и прилегающих территорий, учета их при уточнении функционального назначения площадей - необходимо предусмотреть завершение разработки ТЭО, а также разработку технико-экологических обоснований выделения других природоохранных объектов. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    2. Аналитическая часть

    2.1 Загрязнение водного бассейна 

    Загрязнение водного бассейна в городах следует  рассматривать в двух аспектах – загрязнение воды в зоне водопотребления и загрязнение водного бассейна в черте города за счет его стоков.

    Загрязнение воды в зоне водопотребления является серьезным фактором, ухудшающим экологическое  состояние городов. Оно производится как за счет сброса части неочищенных  стоков городов и предприятий, расположенных выше зоны водозабора данного города и загрязнения воды речным транспортом, так и за счет попадания в водоемы части удобрений и ядохимикатов, вносимых на поля. Причем, если с первыми видами загрязнения можно путем строительства очистных сооружений бороться эффективно, то предотвратить загрязнение водного бассейна, производимое сельскохозяйственными мероприятиями, очень сложно. В зонах повышенного увлажнения около 20% удобрений и ядохимикатов, вносимых в почву, попадает в водотоки. Это, в свою очередь, может приводить к эвтрофикации водоемов, которая еще больше ухудшает качество воды.

    Важно заметить, что водоочистные сооружения водопроводов не в состоянии очистить питьевую воду от растворов указанных  веществ, поэтому питьевая вода может содержать их в себе в повышенных концентрациях и отрицательно повлиять на здоровье человека. Рост химизации сельского хозяйства неизбежно будет приводить к увеличению количества удобрений и ядохимикатов, вносимых в почву, и соответственно с этим их концентрация в воде будет увеличиваться.

    Борьба  с таким видом загрязнений  требует использования удобрений и ядохимикатов в зонах водосбора исключительно в гранулированной форме, разработки и внедрения быстроразлагающихся ядохимикатов, а также биологических методов защиты растений.

    Города  также являются мощными источниками  загрязнения водного бассейна. В  крупных городах в расчете  на одного жителя (с учетом загрязненных поверхностных стоков) ежесуточно сбрасывается в водоемы около 1 м³ загрязненных стоков. Поэтому города нуждаются в мощных очистных сооружениях.

    Еще в Древнем Риме строили акведуки для снабжения свежей водой и  “Cloaca maxima” - канализационную сеть, бассейна отстойника и тем самым предотвращение засорения канализации и образования продуктов гниения (“дортмундские колодцы” и “ эмские колодцы”).

    Другим  методом обезвреживания сточных  вод была их очистка с помощью  полей орошения, т. е. спуск сточных  вод на специально подготовленные поля. При Однако лишь в середине прошлого столетия начались разработка методов очистки сточных вод и систематическое строительство канализационных сетей в городах.

    Сначала были созданы установки механической очистки. Сущность этой очистки заключалась  в осаждении находящихся в  сточных водах твердых частиц на дно, при просачивании через песчаный грунт сточные воды отфильтровывались и осветлялись. И только после открытия в 1914 г. Биологического (живого) ила появилась возможность разработки современных технологий очистки сточных вод, включающих в себя возврат (рецикл) биологического ила в новую порцию сточных вод и одновременную аэрацию суспензии. Все методы очистки сточных вод, разработанные в последующие годы и до настоящего времени, не содержат никаких существенно новых решений, а лишь оптимизируют разработанный ранее метод, ограничиваясь различными комбинациями известных стадий технологического процесса. Исключение составляют физико-химические методы очистки, в которых используются физические методы и химические реакции, специально подобранные для удаления веществ, содержащихся в сточных водах (табл. 2).

    Сточные воды предприятий (например, нефтеперерабатывающих) вначале подвергаются физико-химической очистке, а затем биологической. Содержание вредных веществ в  сточных водах, поступающих на биологическую очистку не должно превышать определенных значений (табл. 3). 

    Таблица 2. Физико-химическая очистка сточных  вод 

    Таблица 3. Предельные значения концентрации загрязняющих веществ в сточных водах нефтеперегонных  заводов, направляемых на биологическую  очистку  
 

    Таблица 4. Усредненные характеристики просачивающихся вод из хранилищ (свалок) городского бытового мусора (через 6-8 лет после закладки на хранение)

    Но  эксплуатация многих станций на основе ила связано со значительными  трудностями. Так, при работе станции  биологической очистки сточных вод городов образуется около 1,5-2 т отработанного ила в год в расчете на одного жителя. Использование этого ила в качестве удобрения для столовых сельскохозяйственных культур недопустимо, так как он содержит в себе большое количество токсических веществ, не подлежащих разложению. В настоящее время такой ил складируется на суше, занимая значительные территории, и вызывает загрязнение почвенных вод. Причем из ила, прежде всего, вымываются наиболее токсические элементы, содержащие соединения тяжелых металлов, представляющие особую опасность для биосферы. Тяжелые металлы поглощаются фитопланктоном, а затем передаются по пищевой цепи более высокоорганизованным организмам. Из металлов наиболее токсичными являются ртуть, медь, цинк, а также кадмий.

      Наиболее перспективным решением этой проблемы является внедрение в практику технологических систем, предусматривающих получение из ила газа с последующим сжиганием остатков иловой массы.

    Особую  проблему представляет проникновение  загрязненных поверхностных стоков в подпочвенные воды. Поверхностные стоки городов всегда имеют повышенную кислотность. Если под городом располагаются меловые отложения и известняки, проникновение в них закисленных вод неизбежно приводит к возникновению антропогенного карста. Пустоты, образующиеся в результате антропогенного карста непосредственно под городом, могут представлять серьезную угрозу для зданий и сооружений, поэтому в городах, в которых существует реальный риск его возникновения, необходима специальная геологическая служба по прогнозу и предотвращению его последствий. 

    2.2 Микроклиматические характеристики городов 

    Хозяйственная деятельность, планировка жилых кварталов, ограниченное количество зеленых насаждений приводят к тому, что в городах, особенно крупных, складывается свой микроклимат, который в целом ухудшает его экологические характеристики.

    В безветренные дни над крупными городами на высоте 100-150 м может образовываться слой температурной инверсии, который задерживает загрязненные массы воздуха над территорией города. Это наряду со значительными тепловыми выбросами и интенсивным нагревом каменных, кирпичных и железобетонных сооружений приводит к нагреву центральных районов города. В зимние безветренные дни перепад температур воздуха между центром и окраинами Петербурга может достигать 10° С.